[发明专利]用于一体化生产尿素和三聚氰胺的方法和系统

说明书

本发明公开了用于生产尿素和三聚氰胺的一体化方法，以及用于实施所述方法的系统。因此，本发明涉及以下类型的一体化方法，其中从三聚氰胺的生产获得的废气通过在水存在下冷凝而进入用于生产三聚氰胺的方法。其典型的实施方案是在从尿素回收获得的氨基甲酸酯水溶液存在下的冷凝。根据本发明，所述冷凝在比获得三聚氰胺废气时的压力显著更低的压力下进行。为此，所述废气的压力通常降低2‑10巴。与此相关，本发明的系统包括在用于所述三聚氰胺废气的出口下游并且在用于冷凝所述废气的区段上游的减压单元。本发明还包括用于改造生产三聚氰胺和尿素的一体化系统的方法。这通过将上述减压单元添加至现有系统来实现。

技术领域

本发明涉及尿素和三聚氰胺的组合(一体化)生产的领域。具体地讲，本发明涉及用于生产尿素的方法，由此生产三聚氰胺所得到的废气被用作合成尿素的进料。本发明还涉及用于生产尿素和三聚氰胺的一体化系统。

背景技术

尿素通常由氨和二氧化碳生产。可通过在介于12MPa和40MPa之间的压力和介于150℃和250℃之间的温度下将过量氨与二氧化碳一起引入尿素合成区段中来制备尿素。在尿素技术中，这通常被称为“高压”(HP)。所得到的尿素形成可以两个连续反应步骤的形式最好地呈现，在第一步骤中根据以下放热反应形成氨基甲酸铵：

2NH₃+CO₂→H₂N-CO-ONH₄

之后所形成的氨基甲酸铵在第二步骤中根据以下吸热平衡反应脱水以生成尿素：

典型的尿素生产装置还包括回收区段和精加工区段。在回收区段，未转化的氨和二氧化碳被回收并再循环至合成区段。回收区段后通常是蒸发区段。在蒸发区段中通过水的蒸发进一步增加尿素浓度，从而产生通常被称为尿素熔体的高度浓缩溶液。在精加工区段中，通常将尿素熔体变成所需的固体微粒形式，通常涉及诸如造粒、制粒或粒化的技术。

根据以下反应方程式，通常由尿素生产三聚氰胺：

6(NH₂)₂CO→C₃H₆N₆+6NH₃+3CO₂。

通常存在两种用于生产三聚氰胺的技术。一种是催化“低压”方法，其应用大气压(从大气压至约1MPa)。另一种被称为“高压”方法。在三聚氰胺生产中，高压是指处于或高于约70巴(7MPa)、更通常处于或高于80巴(8MPa)的压力。来自高压方法的废气通常具有1MPa至4MPa的压力。应该指出的是，在尿素技术中，这些压力在通常被称为“中压”(“MP”)的范围内。

组合尿素的生产和三聚氰胺的生产是本领域众所周知的。因此，通常将在尿素装置中生产的尿素的至少一部分或全部作为原料送入三聚氰胺装置。三聚氰胺的生产产生包含2:1化学计量比的氨(NH₃)和二氧化碳(CO₂)的废气，所述化学计量比对应于尿素合成中的反应物的化学计量比。因此，尿素和三聚氰胺的一体化生产通常涉及将从三聚氰胺装置获得的含氨和二氧化碳的气体料流直接或间接地进料至尿素装置的合成区段。

一种上述类型的方法公开于EP 1716111 B1中，并在图1中所给出的框图中示出。在该方法中，将来自三聚氰胺装置的气体料流与在尿素装置的再循环区段中形成的氨基甲酸酯一起进料至废气冷凝区段。该废气冷凝区段包括至少一个冷凝器设备。在冷凝器设备上游，将来自三聚氰胺装置的废气与在尿素装置的再循环区段中形成的氨基甲酸酯水溶液混合。或者，将所述废气和氨基甲酸酯水溶液分开添加至该冷凝器设备。